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上海理工太赫兹技术创新研究院庄松林院士团队在太赫兹轨道角动量操控方面取得新进展
发布时间:2018-12-14 17:30:25 阅读:321

来源:上海理工大学

    太赫兹波的位置处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区,其频率在0.1~10THz(1THz= 1012Hz)之间;由于太赫兹波有高效的背景发射噪声抑制功能,很好的时间和空间相干性,超低的光子能量(4meV)以及超强的穿透能力,使得太赫兹科学技术在生物医药检测、安检、光谱测量、通讯、成像等领域具有重要的应用。

    太赫兹通信技术集成了微波通信与光通信的优点,具有传输速率高、方向性强、安全性高及穿透性好等诸多特性。轨道角动量(OAM)作为电磁波的一种全新自由度应用在通信系统中能够大幅度提高通信容量。

    近日,上海理工大学太赫兹技术创新研究院在庄松林院士的带领下与美国麻省理工大学胡青教授,澳大利亚墨尔本大学顾敏教授合作在太赫兹轨道角动量的操控方面取得重要进展。通过在金属薄膜上引入各项异性且互相正交的圆形空气阵列,实现了太赫兹波的波前调控(螺旋位相),获得具有轨道角动量的太赫兹波束。通过局域操控各个空气隙缝的角度控制几何位相,实现了轨道角动量任意拓扑荷的调控和偏振/自旋(左旋和右旋)依赖的太赫兹OAM(场分布一致,拓扑荷相反)光束。进一步,通过设计阿基米德螺旋线阵列结构引入动力学相位,实现了非完全相反拓扑荷的偏振依赖的太赫兹OAM光束。研究工作将可能在太赫兹通讯,微粒子操控等方面具有重要应用。研究成果“Manipulating Terahertz Plasmonic Vortex Based on Geometric and Dynamic Phase”发表在光学材料领域著名期刊Advanced Optical Materials上(https://doi.org/10.1002/adom.201801328),文章第一作者为臧小飞副教授,通讯作者为朱亦鸣教授。该研究得到了国家973计划,国家重点研发计划,国家自然基金等项目的资助。

基于几何位相和动力学的太赫兹OAM超控

 
 

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